DE2939657A1 - Bindemittel fuer papierstreichmassen - Google Patents
Bindemittel fuer papierstreichmassenInfo
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Description
Aus der QB-PS 1 174 274 sind Papierstreichmassen bekannt,
die auf 100 Gew.-Teile eines feinteiligen Pigments l bis 25 Gew.-Teile eines synthetischen Binders enthalten.
Der synthetische Binder besteht aus einer Mischung von Copolymerisaten
A und B, wobei als Copolymerisat A auch ein Copolymerisat aus 20 bis 70 Gew.? Styrol und/oder Acrylnitril,
20 bis 80 Gew.? Butadien, 0 bis 30 Gew.% von Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure und 0 bis 10 Gew.X
anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren in Betracht kommt. Das Copolymerisat B hat einen K-Wert von 12 bis 40
und besteht aus 60 bis 95 Gew.? Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure, 5 bis 40 Gew.? äthylenisch ungesättigten
Carbonsäuren und 0 bis 10 Gew.? anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, wobei die Mischung der Copolymerisate
A und B 0,5 bis 10 Gew.? des Copolymerisates B enthält.
Aus der DE-PS 1 546 316 'ist ein Bindemittelgemisch für
neutrale oder alkalische Papierstreichmassen bekannt, bei dem das Copolymerisat A der Bindemittelmischung aus 10
bis 60 Gew.? Butadien, 30 bis 60 Gew.? Styrol und/oder Acrylnitril und 10 bis 50 Gew.? Estern von äthylenisch ungesättigten
Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und ggf. bis 10 Gew.? anderen äthylenisch ungesättigten,
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.;/;;■ *U:;;: i '"'ν) 2939657
BASF Aktiengesellschaft _ a . 0.2. 0050/0^4069
copolymerisierbaren Verbindungen besteht. Das Copolymere.-sat
B der Bindemittelmischung enthält 15 bis 55 (Jew./? Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, ggf. bis zu 10 Gev.%
Acryl- bzw. Methacrylsäureamid und 85 bis 45 Gew.Ji andere,
wasserunlösliche Homopolymerisate bildende Monomere, z.B. Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure. Die Bindemittelmischung
enthält 95 bis 60 Gew.-Teile des Copolymerisates A und 5 bis 40 Gew.-Teile des Copolymerisates B.
Die DE-OS 1 795 303 betrifft ein spezielles Verfahren zur
Herstellung eines wäßrigen Latex, bei dem man eine Monomerenmischung aus 30 bis 80 Gew.-Teilen eines konjugierten
Diolefins, 20 bis 70 Gew.Teilen eines Arylvinylmonomeren, 0,5 bis 10 Gew.-Teilen einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure
und 0,1 bis 5 Gew.-Teilen eines äthylenisch ungesättigten primären Amids unter definierten Bedingungen
polymerisiert. Die Latices werden als Bindemittel für Papierstreichmassen verwendet.
Die bekannten Dispersionen auf Basis von Butadien und Styrol sind zwar gute Pigmentbindemittel, jedoch ergeben
sich bei der Verarbeitung der wäßrigen Disperisonen sehr störende Geruchsbelästigungen. Auch den Papieren, die mit
Streichfarben beschichtet wurden, die die bekannten Butadienstyroldispersionen als Bindemittel enthalten, haftet
noch der unangenehme Geruch der Dispersion an. Nachteilig bei den bekannten Bindemitteln auf Basis von Styrol
und Butadien ist ferner die Tatsache, daß ihr Einsatz in Stärkestreichfarben nicht zu viskositätstabilen
Produkten führt. Man erhält vielmehr Papierstreichmassen, deren Viskosität sich nach der Homogenisierung in unerwünschtem
Maße erhöht (sogenannte Nachverdickung), so daß sich dadurch Schwierigkeiten bei der Verarbeitung ergeben.
130016/0238 ORIGINAL INSPECTED
r "I
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bindemittel für die Verwendung zur Herstellung von Papierstreichmassen zur Verfügung
zu stellen, das ein verbessertes Geruchs- und Viskositätsverhalten sowie ein besseres Pigmentbindevermögen aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung wäßriger Dispersionen von Copolymerisaten aus
a) 25 bis 60 Gew.? Butadien oder Butadien und Acrylester,
wobei der Gehalt des einpolymerisierten Butadiens
mindestens 15 Gew.? beträgt,
b) 40 bis 70 Gew.S Styrol,
c) 1 bis 5 % Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid und d) 1,5 bis 7 Gew.? Methacrylamid
als Bindemittel für Papierstreichmassen. 20
Die Copolymerisate enthalten als Componente a) 25 bis 60 Gew. ? Butadien. Ein Teil des einpolymerisierten Butadiens
kann durch Acrylester von Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen ersetzt sein. Der Mindestgehalt an einpolymerisiertem
Butadien beträgt in diesem Fall 15 Gew.?. Der Gehalt an einpolymerisiertem Acrylester im Copolymerisat
liegt zwischen 0 und 45, vorzugsweise zwischen 0 und
25 Gew.?. Als Acrylsäureester kommt vorzugsweise Acrylsäure-n-butylester
in Betracht. Außerdem eigenen sich Acrylsäure-i-buty!ester, Arylsäure-tert.-butylester, Acrylsäurepropylester,
Acrylsäureäthylester, Acrylsäuremethylester. Die Monomeren der Komponente a) sind vorzugsweise
zu 25 bis 50 Gew.? am Aufbau des Copolymerisats beteiligt.
130016/0238 ORONAL ,NSPECTED
BASF Aktiengesellschaft - ϊ- °·ζ· °°50/03^069
Das Copolymerisat enthält als weiteren Bestandteil (Komponente b) UO bis 70, vorzugsweise 45 bis 65 Gew.X Styrol
einpolymerisiert. Je höher der Styrolgehalt des Copolymerisates
ist, desto härter sind die Copolymerisatelme. Eine Erhöhung des Styrolgehalts der Copolymerisate innerhalb
des oben angegebenen Bereiches hat keinen wesentlichen Einfluß auf die Naßrupffestigkeit der Papierstriche; die
Trockenrupffestigkeit der Papierstriche sinkt dagegen erwartungsgemäß mit zunehmender Härte der Copolymerisate.
Ersetzt man in den Copolymerisaten Butadien teilweise
durch z.B. n-Butylacrylat, so lassen sich mit diesen Dispersionen
gestrichene Papiere herstellen, deren Vergilbungsneigung verringert ist. Solange der Butadiengehalt
im Copolymerisat 15 % nicht unterschreitet, bleiben die übrigen hervorragenden Eigenschaften der Dispersion und der
damit hergestellten Pigmentstriche erhalten.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Copolymerisates ist die Komponente c) mit 1 bis 5 Gew.% Maleinsäure oder
Maleinsäureanhydrid sowie die Komponente d) mit 1,5 bis 7 Gew.% Methacrylamid.
Die Auswahl der Komponenten e) und d) ist entscheidend, um geruchsarme wäßrige Dispersionen auf Basis von Butadien
und Styrol herzustellen und ergibt außerdem Dispersionen, die beim Einsatz in Stärkestreichfarben zu einer nur unwesentlichen
Viskositätserhöhung der Papierstreichmasse (Nachverdickung) führen. Dieser Befund war nicht vorhersehbar,
weil beispielsweise der Ersatz des Methacrylamide durch Acrylamid wäßrige Dispersionen und auch Streichmassen
mit hohen Viskositäten ergibt, die anwendung3technisch
ungünstige Eigenschaften haben. Ersetzt man in dem erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisat Maleinsäure oder
Maleinsäureanhydrid durch Methacrylsäure oder Acrylsäure,
130016/0230 ORIGINAL in
spect£
BASF Aktiengesellschaft - Ό - O. Z.
""so verschlechtert sich das Geruchsverhalten der wäßrigen
Dispersion und der Papierstreichmassen erheblich. Stellt man dagegen Copolymerisate her, die kein Methacrylamid
einpolymerisiert enthalten, so steigt die Teilchengröße der
Dispersion, wodurch sich die Bindekraft verschlechtert. In dienern Falle ist es zwar möglich, durch Erhöhung des
Kmulgatoranteils während der Polymerisation die Teilchengröße
der Copolymerisatteilchen zu senken, jedoch erhält man dabei wflftrige Dispersionen, die in Papierstreichfarben
instabil sind und in der Leimpresse schon nach kurzer Zeit Ablagerungen auf den Walzen bilden. Es war daher überraschend,
daß durch die Auswahl der Komponenten a) bis d) des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisates wäßrige
Polymerdispersionen erhalten werden, die sich durch ein besonders niedriges Geruchsniveau sowohl der wäßrigen Dispersion
als auch des Polymerfilms und auch der gestrichenen Papiere auszeichnet. Die hohe Scherstabilität der
orfindungspemäß zu verwendenden Dispersionen - sowohl in
reiner Form als auch in der fertigen Papierstreichmasse gewährleistet
auch auf der Leimpresse eine gute Verarbeitbarkeit der Dispersion.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen
der Copolymerisate werden durch Copolymerisieren der Monomeren in wäßriger Emulsion nach an sich bekannten
Verfahren hergestellt. Um die Monomeren in Wasser zu emulgieren, verwendet man die üblichen anionischen
und/oder nichtionischen Emulgiermittel. Für die Initiierung der Polymerisationsreaktion verwendet man die bekannten
radikalischen Polymerisationsinitiatoren, z.B. Peroxide, Hydroperoxide oder sogenannte Redoxkatalysatoren.
Die Polymerisationsinitiatoren werden üblicherweise in einer Menge von 0,3 bis 1,5 Gew.?, bezogen auf die Monomeren,
verwendet. Zur Regelung des Molekulargewichts können die üblichen Kettenüberträger, z.B. n-Dodecylmerkaptan,
L. J
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Cyclohexen oder Tetrachlorkohlenstoff, in Mengen von etwa 0,2 - 1 %t bezogen auf die Monomeren, verwendet werden.
Die Polymerisationstemperatur kann in einem weiten Bereich variiert werden, z.B. zwischen 60 und 100°C. Bei Verwendung
von Redoxkatalysatoren gelingt es, die Monomeren auch in den Temperaturbereich zwischen 40 und 6O0C zu polymerisieren.
Die Polymerisatkonzentration in der wäßrigen Dispersion ^O kann in weiten Bereichen variiert werden. Aus wirtschaftlichen
Erwägungen heraus werden Dispersionen mit einem hohen Peststoffgehalt angestrebt. Der Peststoffgehalt der
wäßrigen Dispersionen beträgt daher vorzugsweise 20 bis 60 Gev.%.
15
15
Die erfindungsgemäß als Bindemittel zu verwendenden Copolymerisate
können mit bekannten natürlichen Bindemitteln, wie Kasein oder Stärke kombiniert werden. Dabei
verwendet man dann, jeweils bezogen^auf die Peststoffe,
auf 1 Gew.-Teil des synthetischen Bindemittels 0,3 bis 3 Gew.-Teile eines oder mehrerer natürlicher Bindemittel.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisate können
jedoch auch in Kombination mit bekannten Verdickerdispersionen, ohne zu Hilfenahme von natürlichen Bindemitteln
in Papierstreichmassen eingesetzt werden. Geeignete Verdickerdispersionen
sind beispielsweise aus der DE-PS 1 546 316 bekannt. Sie werden darin als Copolymerisat
B bezeichnet. Diese Copolymerisate sind in wäßrip-.em
Medium durch Zusatz von Basen verdickbar, d.h. die Viskositat der Copolymerisatlösung nimmt zu. Diese Copolymerisate
enthalten 15 bis 55 Gevi.% Acrylsäure oder Methacrylsäure, 0 bis 10 Gew.% Acrylamid oder Methacrylamid und 85 bis
45 Gev.% hydrophobe, wasserunlösliche Homopolymerisate
bildende Monomere, von denen mindestens 20 Gev.% Ester^i
Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aliphatischen C. bis
u
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C^-Alkoholen sind. Als hydrophobe, äthylenisch ungesättigte
Verbindungen kommen z.B, Acrylsäure- und Methacrylsäureester höherer aliphatischer, cycloaliphatischer oder
aromatischer Hydroxy!verbindungen, Styrol, Vinylacetat,
Vinylpropionat oder Acrylnitril in Betracht. Für die Herstellung von Papierstreichmassen werden Mischungen aus
dem synthetischen Bindemittel und dem Verdickungsmittel verwendet, die 2 bis 50 Gew.? des synthetischen Ver-
dickungsmittels enthalten. 10
Die Papierstreichmassen enthalten auf 100 Gew.-Teile eines feinteiligen Pigments, 5 bis 25 Gew.-Teile des gemäß Erfindung
zu verwendenden Copolymerisats als Bindemittel und
0,5 bis 15 Gew.-Teile eines natürlichen Bindemittels bzw. 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines synthetischen Verdickungsmittels,
wobei sich die angegebenen Gewichtsteile jeweils auf die Peststoffe beziehen. Sie werden hergestellt, indem
man die einzelnen Komponenten miteinander mischt. Geeignete Pigmente sind vor allem Tonmineralien, Calciumcarbonate,
Calciumaluminiumpigmente oder Titandioxid. Gegebenenfalls
kann man den Papierstreichmassen auch noch andere Hilfsmittel zusetzen, z.B. Alkalilaugen, wie Natriumhydroxid,
Calciumhydroxid oder Ammoniak oder auch Weißpigmente auf der Basis von wasserunlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensations-Produkten
oder die entsprechenden Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte sowie auch
andere bekannte Papierhilfsstoffe, wie Harnstoff, Melamin, Melamin-Pormaldehyd-Harze oder Harnstoff-Formaldehyd-Harze.
Um eine gute Dispergierung der Stoffe in der wäßrigen Papierstreichmasse zu erreichen, verwendet man in der
Regel 0,1 bis 5 Gew.J eines Dispergiermittels, z.B. niedrigmolekulare Polymerisate der Acrylsäure, besonders
die Ammonium- oder Natriumsalze von Polyacrylsäure eines K-Wertes von 10 - 25. Die Reihenfolge, in der die einzelnen
Komponenten der Papierstreichmasse gemischt werden,
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""ist für die Eigenschaften der erhaltenen Papierstreichmassen
nicht entscheidend.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind
Gewichtsteile, die Prozentangaben beziehen sich, sofern nichts anderes vermerkt ist, ebenfalls auf das Gewicht
der Stoffe. Die K-Werte der Polymerisate wurde nach H. Pikentscher, Cellulosechemie T3, 58 - 64 und 71 - 74
(1932) in 0,5?iger wäßriger Lösung bei einer Temperatur von 250C gemessen; dabei bedeutet K = k . 10 . Als Maß
für die Pigmentbindung wurde die Trockenrupffestigkeit nach dem Standardprüfverfahren gemäß IGT-Test ermittelt.
15 Durchführung des Naßrupftests
Der Papierstreifen wird wie "bei der Trockenrupffestigkeitsprüfung
auf das Kreissegment des IGT-Gerätes eingespannt. Auf die obere Druckscheibenachse wird eine 3,2 cm breite
Druckscheibe, auf die untere Druckscheibenachse eine 2 cm breite, eingefärbte Druckscheibe aufgesetzt. Das Kreissegment
mit dem eingespannten Prüfstreifen wird sodann in Rupfstellung gedreht. Die Druckeinstellung beträgt bei beiden
Druckscheiben 70 kp. Nun tropft man zwischen Kreissegment mit eingespanntem Prüfstreifen und oberer Druckscheibe!
0,2 cm Wasser und rupft sofort mit konstanter Geschwindigkeit, deren Einstellung zwischen 18 - und 40 cm/s
betragen soll, da das Wasser sonst eine zu kurze Einwirkungszeit hat.
Zur Auswertung mißt man die Parbintensität des PrüfStreifens
und setzt den entsprechenden D-Wert in Relation zu einen im Vollton bedruckten Streifen.
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BASF Aktiengesellschaft -/tf - 0.2. 0050/0^4069
M Q _- ... .. D-Wert Prüfstreifen . 100
Naßrupffestigkeit =
D-Wert Vollton
5 Geruchsprüfung
a) Triangel-Test, beschrieben in U.S. Dept. Agr., Bi-Annual Report, Bur. Agr. Econ. 1(1950)
b) Robinson-Test, beschrieben in Verpackungs-Rundschau (1961), Heft 3, S. 17 - 22
Es wird benotet: 1 = kein Geruch
bis 6 = starker Geruch 15
Die Viskositäten wurden mit einem Brookfieldviskosimeter in einem Schergefälle bei 20 bzw. 100 Umdrehungen pro Minute
(Upm) gemessen.
A. Herstellung von Dispersionen auf Basis Butadien und Styrol
Dispersion 1: In einem 150 1 fassenden Polymerisationsreaktor
werden 17 kg Wasser, 0,6 kg 15?ige wäßrige Natriumlaurylsulfatlösung, 0,1 kg 20%ige
wäßrige Natriumlaurylsulfonatlösung und 1 g Tetranatrium-äthylendiamintetraacetat
vorgelegt, mit Stickstoff gespült und auf 8O0C erwärmt. Wenn die Temperatur
der Vorlage 8O0C erreicht hat, läßt man aus einem
Zulaufgefäß 8 1 einer Emulsion innerhalb von 3 Minu-
30 ten zulaufen, die durch Mischen von 24 k? Butadien,
24. kg Styrol,
24. kg Styrol,
1 kg Maleinsäure,
2 kg Methacrylamid,
35 o,25 kg Tertiärdodecylmercaptan,
L J
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2,6 kg einer 15*igen wäßrigen Natriumlaurylsulfat- "*
lösung und 23 kg Wasser
erhalten worden ist. Aus einem zweiten Zulaufgefäß, in dem eine Lösung von 0,5 kg Ammoniumperoxodisulfat
in 7 kg Wasser enthalten ist, wird innerhalb von 2 Minuten ein Liter dieser Lösung in den Polymerisationsreaktor
dosiert. Die im Polymerisationsreaktor vorgelegte Mischung wird zunächst 20 Minuten bei
8O0C gerührt. Innerhalb von 4 Stunden wird dann der
Rest der Monomeren-Emulsion und der Rest der Peroxodisulfatlösung zudosiert. Danach wird das Reaktionsgemisch
noch 3,5 Stunden bei 8O0C nachpolymerisiert. Man erhält eine wäßrige Dispersion mit einem
Feststoffgehalt von ca. 50 %. Die Polymerdispersion
wird mit wäßrigem Ammoniak neutralisiert und daran anschließend unter vermindertem Druck mit Dampf
behandelt, um sie zu desodorieren und die restlichen Monomeren zu entfernen. Die Polymerisatteilchen de^·
Dispersion haben eine mittlere Teilchengröße von ca.
20 80 bis 200 nm. Die Dispersion ist sehr geruchsarm,
stippenfrei und niedrigviskos (Viskosität bei 20 Upm 400 bis 800 mPas, bei 100 Upm 150 bis 250 mPas).
Vergleichsdispersion 1: Ersetzt man die bei der Her-25 stellung der Dispersion 1 verwendete Menge an Methacrylsäureamid
durch die selbe Menge Acrylamid, so steigt die Viskosität der wäßrigen Dispersion so
stark an, daß sie nicht mehr gepumpt werden kann und damit auch für die weitere Verarbeitung unbrauchbar
30 ist.
Vergleichsdispersion 2; Die unter Dispersion 1 gegebene Vorschrift wird dahingehend abgewandelt, daß an
Stelle des Methacrylamids 1,5 kg (3 %) Acrylamid eingesetzt
wird. Auch in diesem Fall erhält man eine wäß-
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rige Dispersion, deren Viskosität bei pH 6 und einem
Peststoffgehalt von 50 % ungünstige Verarbeitungseigenschaften aufweist. Die Viskositäten betragen bei
20 Upm 2800 bis 3600 mPas und bei 100 Upm 1000 bis 1300 mPas.
Die Viskosität der wäßrigen Dispersionen soll, um eine gute Verarbeitbarkeit zu gewährleisten, bei
20 Upm unterhalb von 1000 mPas und bei 100 Upm unterhalb von 400 mPas liegen.
Vergleichsdispersion 3: Stellt man nach der unter Dispersion
1 angegebenen Vorschrift eine Dispersion her, die kein Methacrylamid einpolymerisiert enthält, so
erhält man eine grobteiligere Dispersion.
Streichfarben, die diese Dispersion als Bindemittel enthalten, ergeben bei einem Bindemittelgehalt unterhalb
von 10 % nicht zufriedenstellende Werte für die Trockenrupffestigkeit der gestrichenen Papiere.
Vergleichsdispersion 4: Stellt man eine Dispersion
gemäß der Vorschrift für die Dispersion 1 her, ersetzt jedoch die Maleinsäure durch die selbe Menge
a) Methacrylsäure oder in einem anderen Polymerisationsansatz durch
b) Acrylsäure,
b) Acrylsäure,
so erhält man in beiden Fällen eine wäßrige Dispersion, die einen unangenehmen Geruch hat,
der sich auch am Polymerfilm bzw. am Papier
wiederfindet, das mit Papierstreichmassen gestrichen ist, die diese Copolymerdispersionen
als Bindemittel enthalten.
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ΛΙ
Bei der Geruchsprüfung, die von 15 Personen durchgeführt wurde, wurde übereinstimmend an den
acrylsäure- bzw. methacrylsäurehaltigen Dispersionen ein signifikant stärker unangenehmerer
Geruch festgestellt als an der maleinsäurehalti-
gen Dispersion 1.
Vergleichsdispersion 5: Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wird eine weitere Dispersion
hergestellt, die jedoch anstelle von Maleinsäure die selbe Menge Fumarsäure enthält. Aufgrund der schlechten
Wasserlöslichkeit der Fumarsäure treten schon bei der Dosierung der Fumarsäure Verstopfungen an den
Dosier- und Filtriereinrichtungen auf. Die erhaltene
15 Dispersion wies außerdem Stippen auf.
Verzichtet man auf den Zusatz von carboxylgruppenhaltigen
Monomeren bei der Herstellung der Dispersionen, so sinkt die Verträglichkeit der Dispersionen mit Pi/*-
menten. Außerdem steigt die Viskosität von stärkehaltigen Papierstreichmassen bei der Lagerung so stark
an, daß die Massen auf Schnellaufenden Streichmaschinen
nicht mehr verarbeitet werden können.
Vergleichsdispersion 6: Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wird eine Dispersion hergestellt,
bei der in Abänderung der Vorschrift keine Maleinsäure jedoch insgesamt 2,5 kg (5 %) Methacrylamid
eingesetzt werden.
Dispersion 2: Nach der unter Dispersion 1 gegebenen Vorschrift wird eine wäßrige Dispersion hergestellt,
die anstelle von 2 jetzt 2,5 kg (5 %) Methacrylsäureamid einpolymerisiert enthält.
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'"Β. Herstellung von Papierstreichmassen
Beispiel 1
In 200 g Wasser, das 1,2 g Polyphosphat und 0,1I g Natronlauge
gelöst enthält, werden 400 g eines Streichclay unter Einwirkung hoher Scherkräfte (Dissolver) eingetragen und
20 Minuten dispergiert. In diese Pigmentsuspension werden dann unter Rühren 160 g einer 3O5Gigen wäßrigen Lösung
einer oxidativ abgebauten Kartoffelstärke und 32 g der 50?igen wäßrigen Dispersion 2 gegeben.
Zum Vergleich wird eine Streichfarbe hergestellt, die anstelle der Dispersion 2 32 g der 50£igen wäßrigen Vergleichsdispersion
6 enthält.
Von beiden Streichfarben wird die Viskosität bei einem Feststoffgehalt von 56 % und pH 7 nach einer Stunde und
nach einer Standzeit von 4 Stunden gemessen. Besonders störend für die Verarbeitung ist die starke Neigung zur
Nachverdickung bei Verwendung der Vergleichsdispersion zur Herstellung der Streichfarben. Die Papierstreichmassen
hatten folgende Viskositäten:
Viskosität [mPasJ gemessen
Papierstreichmasse ent | 6 | bei | 20 Upm | 4 h | 2 | 100 | Upm |
haltend als Bindemittel | 4 | nach | 40 500 | 1 | |||
1 h | 4 500 | 1 h | 4 h | ||||
Vergleichsdispersion 6 | 000 | 240 | 10 000 | ||||
Dispersion 2 | 000 | 200 | 1 1150 | ||||
Bei anwendungstechnisch brauchbaren Papierstreichmassen
darf die Viskosität bei 100 Upm nach einer Stunde und nach Stunden einen Wert von 2 500 mPas nicht übersteigen. Die
mit der Vergleichsdispersion 6 erhaltene Papierstreichmasse ist daher nicht brauchbar.
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"Nach der unter Dispersion 1 angegebenen Vorschrift wurden
weitere Dispersionen und Vergleichsdispersionen hergestellt und gemäß Beispiel 1 für die Bereitung von Papierstreichmassen
verwendet. In der Tabelle I sind die Zusammensetzungen
der Poljnnerisatdispersionen sowie die Werte für die Trokcken- und Naßrupffestigkeit von Pigmentstrichen zusammengestellt.
10
20 25 30 35
130016/0238 C0PY
Vergleichsdispereion
feetipkeit
% % % % t t
cm/sec
Naßrupf- Bemerkungen
festigkeit
1
2
5
6
3
6
7
8
Bu: Butadien-1,3
St: Styrol
iBA: Isobutylacrylat
nBA: n-Butylacrylat
17 | ,5 | 17 |
16 | VJl | 16,5 |
17 | 17 | |
20 | ,5 | 18 |
31 | 10 | |
30 | 65 | |
2
2
1
2
1 5
1.5 2
20
2,5 3 2 3
18
18
17,5 17,5 -
197 203 200 118 183 92
17 | - | 2 | 3 | ,5 AS | 192 |
17 | .5 - - - | 2 | 3 | MAS | 172 |
MS: | Maleinsäure | ||||
MAM: | Methacrylamid | ||||
AS: | Acrylsäure | ||||
MAS: | Methacrylsäure |
18 Dispersionen
62 haben sehr nie-
56 deres Qeruchs-
37 sen sich put
12 Farbe ist nicht stabil auf der Leimpresse
15 Viskosität der Stärkeetreichfarbe zu hoch
27 starker Geruch
25 starker Geruch
O O
Ui
O V
O O
K) CD CO CD CD
BASF Aktiengesellschaft _ ^'_ O. Z. 0050/034069
11
^Beispiel 2
In 200 kg Wasser, das 1,2 g Natriumsalz der Polyacrylsäure
und 0,4 g Natriumhydroxid gelöst enthält, werden 400 g
eines englischen Steichclay unter Einwirkung hoher Scherkräfte (Dissolver) eingetragen und 20 Minuten dispergiert.
In diese Pigment anschlämmung werden 84 kg der 50J?igen
Dispersion 1 und 7 kg der aus DE-PS 15 46 316, Beispiel 1
bekannten 30iigen Verdickerdispersion, bestehend aus 75 % Äthylacrylat, 20 % Acrylsäure und 5? Acrylamid unter
Umrühren zugegeben. Anschließend wird die Streichfarbe mit 20Jiger Natronlauge auf pH 8 - 9 und der Feststoffgehalt
mit Wasser auf 58 % eingestellt.
Zum Vergleich wird eine Papierstreichmasse mit der Vergleichsdispersion
4b (entsprechend DE-PS 15 46 316) mit
entsprechendem Feststoffgehalt und entsprechender Viskosität (ca. 1000 mPa . s/100 UpM Brookfield) hergestelJt.
20 Beide Streichfarben werden mittels eines blade-coaters
beidseitig auf holzhaltiges Streichrohpapier bei einer
Geschwindigkeit von 800 m/min aufgetragen, der Streichauftrag ist 11 g/m /Seite. Anschl:
in einem Superkalander satiniert.
auftrag ist 11 g/m /Seite. Anschließend wird das Papier
copy
130016/0238
-χ-
ο. ζ. 0050/034069
Die Prüfung der gestrichenen Papiere ergab folgende Befunde:
10 15
Dispersion 1 | Tr0cken rupf fe stigkeit |
Naßrupffe stigkeit |
Geruch (gemäß Robin son-Test) |
cm/sec | Note | ||
0S1} 61 | 30,1 | 2 | |
ss2) 71 | 49 | ||
Vergleich ent | |||
sprechend | OS 49 | 20,7 | 4 |
DE-PS 15 46 316 | SS 54 | 33,3 |
' Oberseite des Papiers
' Siebseite des Papiers
' Siebseite des Papiers
Die mit Dispersion 1 erhaltenen Papiere wiesen gegenüber dem Vergleichsbeispiel eine mehr als 20 % höhere Trockenrupffestigkeit
und eine um ca. 50 % höhere Naßrupffe- . stigkeit auf. Außerdem riecht das mit Dispersion 1 gestrichene
Papier erheblich weniger als das mit der Vergleichsdispersion gemäß DE-PS 15 46 316 erhaltene.
25
130016/0238
Claims (1)
- BASF Aktiengesellschaft 0. Z. 0050/0^4069PatentanspruchU Verwendung wäßriger Dispersionen von Copolymerisaten ausa) 25 bis 57,5 Gew.% Butadien oder Butadien und Acryl-5 säureester, wobei der Gehalt des einpolymerisiertenButadiens mindestens 15 Gew.% beträgt,b) HO bis 70 Gew.? Styrol,10 c) 1 bis 5 Gew.% Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid undc) 1,5 bis 7 Gew.% Methacrylamid15 als Bindemittel für Papierstreichmassen.35 359/79 Ks/Rei 27.09.1979 {130016/0238
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